Modelli in polistirolo, ecco da dove nascono gli stampi da fusioni

Scomposizione del pezzo delle diverse parti da fresare.

Non tutti sanno che per costruire stampi ricavati da fusioni vengono spesso utilizzati raffinati modelli in polistirene (più comunemente chiamato polistirolo) sviluppati e realizzati da imprese altamente specializzate, dotate di tecnologie all’avanguardia.

Abbiamo deciso di approfondire l’argomento facendo la conoscenza di una di queste realtà: la TMP S.r.l. di Borgaro Torinese (TO), modelleria fondata nel 1994 attiva, in particolare, nella costruzione di modelli in polistirolo per l’industria automobilistica. Flavio Pinto, attuale titolare e figlio del fondatore Alessandro, racconta: «Noi lavoriamo per clienti operanti in diversi ambiti di sbocco, per esempio quello energetico, nautico, edile, dei grandi impianti, ecc., ma il 90% della nostra produzione riguarda il settore automotive; settore, tra l’altro, in decisa ripresa. Sono molti i progetti nuovi all’orizzonte e il lavoro non manca».

Nel “cuore” dello stampo
Il primo passo per la costruzione di uno stampo da fusione è la sua progettazione; il secondo è la realizzazione del relativo modello in polistirolo per fonderia. Flavio Pinto entra nel dettaglio: «Noi riceviamo dal cliente il file CAD tridimensionale, cioè le matematiche dello stampo, quindi progettiamo il modello in polistirolo, definendone sostanzialmente la forma e le dimensioni». Successivamente, i tecnici della TMP, grazie alla loro esperienza e alla collaborazione con lo studio di progettazione Fasi Engineering s.r.l. di Torino, disegnano a computer il modello in polistirolo cercando di approssimare il più possibile la sagoma dello stampo finito.

Assemblaggio del blocco con percorsi di fresatura.

«In genere – riprende Pinto – ci concentriamo sulle parti più complesse e su quelle in cui è necessario avere superfici molto precise e che devono essere lavorate mediante asportazione materiale. In tale attività ci avvaliamo di software evoluti come VISI della Vero Solutions, che ci permettono tra le altre cose di dividere il modello in più parti, cioè in vere e proprie “fette orizzontali”, al fine di evitare i sottosquadra. Il software ci permette inoltre di calcolare con precisione i corretti sovrametalli, in genere compresi tra 10 e 15 mm a seconda della grandezza dello stampo, e di generare la corretta sequenza di taglio del polistirolo».

Pezzo in polistirolo assemblato con colla e rifinito con carta vetro e nastro adesivo.

Tale sequenza viene poi ripresa dalle macchine utensili a controllo numerico che, mediante software CAM che elabora il percorso utensili, lavorano il blocco di polistirolo fino a ottenere le parti del modello. In genere, vengono adoperati blocchi grezzi di EPS 100, polistirene di peso pari a 18 kg al metro cubo, materiale tipicamente utilizzato dalle fonderie che operano nel settore automotive. In merito alle operazioni di taglio, occorre precisare che nell’officina di Borgaro Torinese sono attive 4 frese a CNC a tre assi, con area di lavoro fino a (5.500 x 2.900 x 1.500) mm. Pinto: «Si tratta di macchine utensili molto rapide e flessibili, specifiche per la lavorazione del polistirolo. Sono meno rigide e robuste di quelle tipicamente utilizzate per il metallo, e sono dotate di sistema di aspirazione dello sfrido attraverso l’utensile».

Tutte le frese impiegate per la lavorazione del polistirolo sono difatti forate in punta, in modo da permettere l’aspirazione dello sfrido (composto da polvere e corpuscoli di polistirolo), di raccoglierlo e di compattarlo in blocchi che possono essere successivamente smaltiti e riciclati come materiale plastico. Tali frese sono inoltre dotate di un elevato numero di taglienti, in grado di garantire tagli con precisione dell’ordine del millimetro. Terminate le lavorazioni sulle fresatrici, le diverse parti assemblate e rifinite; il modello in polistirolo così ottenuto viene quindi controllato dal personale della TMP per mezzo di specifiche macchine di misura, e consegnato alla fonderia.

Realizzazione del blocco grezzo in polistirolo con fresa a CNC.

Esperienza, versatilità, velocità
L’incontro con una realtà come TMP ci permette di approfondire alcune ulteriori aspetti della lavorazione del polistirolo.

Quali sono – chiediamo al titolare – le maggiori difficoltà che si incontrano nella progettazione e realizzazione di un modello in polistirene?
«La difficoltà di  una commessa deriva dalla complessità dello stampo da realizzare. Lo stampo di un cofano di un’automobile, per esempio, è piuttosto semplice, così come quello di un tetto, essendo elementi molto regolari e quasi “piatti”. Lo stampo di un parafango, invece, è decisamente più complesso, avendo cambi di spessore, linguette, ondulazioni, ecc. Insomma, maggiore è la complessità dello stampo, più “ostica” e lunga sarà la realizzazione del modello: occorre effettuare un’analisi più accurata, evitare un numero maggiore di sottosquadra e divedere il modello in più “fette”». In questa attività contano moltissimo non solo la tecnologia (intesa come software e macchine utensili) adoperata, ma anche la competenza, l’esperienza e la conoscenza del materiale “polistirolo”.

Flavio Pinto: «La nostra azienda opera nel settore ormai da 22 anni e mio padre da più di 40. Questa è una garanzia per i nostri clienti». Attualmente la TMP è in grado di realizzare modelli per fonderia per la realizzazione di stampi di piccole e grandi dimensioni, per la produzione di manufatti di qualsiasi tipo come portiere, parafanghi, padiglioni, fiancate, cofani, ecc.

Da sinistra: Alessandro e Flavio Pinto della TMP S.r.l. (Borgaro Torinese, TO).

Dal polistirolo allo stampo
Una volta consegnato alla fonderia, il modello in polistirolo dello stampo viene trattato superficialmente con particolari vernici che ne induriscono la superficie; viene poi staffato all’interno di una forma che sarà riempita di una sabbia speciale resistente alle alte temperature. Una volta indurita anche la sabbia, viene colato il metallo fuso all’interno della forma; il metallo fonde il polistirolo e, raffreddandosi, ne assume la forma. In tal modo vene ottenuto un elemento metallico (di ghisa o acciaio) corrispondente al modello iniziale di polistirolo, il quale a sua volta rappresenta la sagoma dello stampo. Tale elemento metallico viene quindi consegnato alle attrezzerie che, mediante lavorazioni d’asportazione truciolo e/o di elettroerosione, lo trasformerà nello stampo finale.

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